- •Государственное образовательное учреждение высшего
- •Лекция 13. Уравновешивание звеньев.
- •1.2. Механизмы современной техники.
- •1.3. Задачи и основные методы теории механизмов и машин.
- •План лекции
- •1. 5. 2 Классификация кинематических пар по числу связей.
- •1.5.3 Степень подвижности кинематической цепи.
- •5. 7 Избыточные связи.
- •План лекции
- •1. 5. 6 Принцип образования механизмов по Ассуру.
- •1. 5. 7 Избыточные связи
- •1. 5. 8 Классификация механизмов по общим свойствам.
- •1.5.9 Виды механизмов.
- •Тема 2
- •2. 2 Графический метод кинематического анализа - метод кинематических диаграмм.
- •2. 2. 1 Определение положений звеньев, построение траекторий точек и кинематических диаграмм.
- •2. 2. 2 Графическое дифференцирование.
- •2.2.3 Графическое интегрирование.
- •2.3 Графоаналитический метод кинематического анализа - метод планов скоростей и ускорений.
- •2.3.1 Построение планов скоростей и их свойства.
- •2.3.2 Построение планов ускорений и их свойства.
- •2.3 Графоаналитический метод кинематического анализа - метод планов скоростей и ускорений.
- •2.3.1 Построение планов скоростей.
- •2.3.2 Построение планов ускорений.
- •2. 4 Аналитические методы кинематического анализа.
- •2.5 Метод преобразования координат.
- •2.5.1. Определение положений точек в незамкнутых кинематических цепях.
- •2.5.2 Определение положений точек в замкнутых кинематических цепях.
- •2.5.3 Определение положения точек в пространственных кинематических цепях.
- •2.5.4 Уравнения преобразования координат для кинематических пар.
- •2.5.5 Определение положения захвата пространственного манипулятора в неподвижной системе координат.
- •2.5.3 Определение положений точек звеньев в пространственных кинематических цепях.
- •2. 14 Преобразование координатных систем.
- •2.5.4 Уравнения преобразования координат для конкретных кинематических пар,
- •5. 5 Определение положения захвата пространственного манипулятора в неподвижной системе координат.
- •Лекция 8
- •2.5.6 Определение положения точек в плоских механизмах
- •2.5.7 Определение положений точек, скоростей и ускорений
- •2.5.6 Определение положений точек в плоских механизмах векторным методом.
- •2.5.7 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев и линейных скоростей и ускорений точек плоских механизмов. Аналоги скоростей и ускорений.
- •3.1. Введение в динамику машин.
- •3.2.1 Классификация сил.
- •3.1 Введение в динамику машин.
- •3.2. Силы, действующие в машинах.
- •3.2.1 Классификация сил.
- •2. Силы движущие и силы сопротивления.
- •3.2.2 Определение сил инерции.
- •3.3. Реакции в кинематических парах.
- •3.4.Кинетостатический расчет механизмов.
- •3.4.1 Задачи кинетостатики механизмов.
- •3.4.2 Условия статической определимости групп звеньев.
- •3.4.3 Графоаналитический метод кинетостатического расчета групп второго класса.
- •2. Группа 2-го вида
- •3.4.4 Аналитический метод кинетостатического
- •3.4.5 Кинетостатика ведущего звена.
- •3.4.4 Аналитический метод кинетостатического
- •Лекция 12.
- •3.5.1 Трение в поступательных кинематических
- •3.5.2 Трение во вращательной кинематической паре.
- •3. 6. Передача работы и мощности. Кпд машин. Коэффициент потерь.
- •3.6.1 Кпд поступательной кинематической пары.
- •3.6.3. Определение кпд механизма.
- •3.6.4 Кпд соединенных машин.
- •Лекция 13.
- •3.7.1 Общие условия уравновешивание вращающихся масс.
- •3.7.2 Статическое уравновешивание.
- •Уравновешивание в общем случае или динамическое уравновешивание.
- •3.7.4 Статическая и динамическая балансировка вращающихся масс.
- •Лекция 14
- •3.7.6. Уравновешивание шарнирного четырехзвенника.
- •3.8. Движение машин под действием заданных сил.
- •3.8.1. Режимы движения машины.
- •3.8.2. Характеристика внешних сил.
- •3.8.5 Определение приведенных моментов инерции и моментов сил кривошипно – ползунного механизма.
- •3.8.8 Уравнения движения в дифференциальной форме.
- •Разрешим уравнение (3.57) относительно углового ускорения
- •Лекция 17.
- •3.8.13 Определение момента инерции маховика.
- •Лекция 18.
- •3.8.16 Уравнения движения машины с учетом упругости звеньев.
- •4. 2. Основные и дополнительные условия синтеза. Ограничения при синтезе.
- •4. 3. Методы оптимального синтеза.
- •4. 4. Синтез механизмов на основании заданной целевой функции.
- •4. 5. Интерполяционный метод синтеза механизмов.
- •Лекция 20.
- •4.6. Синтез механизмов методом наилучшего приближения функций.
- •4.7. Метод квадратичного приближения.
- •4.6. Синтез механизмов методом наилучшего приближения функций.
- •4.7. Метод квадратичного приближения.
- •Тема 5 Синтез плоских рычажных механизмов (4 часа)
- •5.2 Синтез четырехзвенного кривошипно-ползунного коромыслового механизма по трем положениям аналитическим методом.
- •5.3 Синтез четырехзвенного кривошипно-коромыслового механизма по двум крайним положениям коромысла, коэффициенту изменения средней скорости и допускаемому углу давления.
- •План лекции
- •5.4.2 Синтез кривошипно-ползунного механизма.
- •5.4.З Синтез кулисного механизма.
- •Тема 6.
- •9.2. Фазы движения толкателя
- •9.3. Обоснование выбора закона движения
- •Лекция 24.
- •6.5 Синтез кулачковых механизмов.
- •6.6 Проектирование по кинематическим параметрам. Построение профиля кулачка при поступательном движении толкателя.
- •6.4 Проектирование по динамическим параметрам. Определение текущих углов давления. Аналог скорости
- •Лекция 25
- •6.10. Графическое определение текущих углов давления.
- •6.11 Аналитический метод определения основных размеров кулачкового механизма по заданному допускаемое углу давления.
- •6.12. Силовой расчет кулачкового механизма.
- •Глава 7. Синтез зубчатых зацеплений. (12 часов).
- •7.2. Основная теорема зацепления. Полюс зацепления. Центроиды колес.
- •7.3. Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача..
- •7.1 Виды зубчатых механизмов
- •7.2. Основная теорема зацепления. Полюс зацепления. Центроиды колес.
- •7.3. Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача.
- •Окружность
- •Окружность
- •5. Эвольвента - кривая без перегибо
- •7.5 Элементы и свойства эвольвентного зацепления
- •7.6. Коэффициент перекрытия
- •Лекция 28.
- •7.8. Внутреннее зацепление (рис.7.9)
- •7.9. Реечное зацепление (рис.7.10)
- •7.10. Изготовление зубчатых колес.
- •Лекция 29.
- •7.14. Толщина зуба по произвольной окружности.Условие отсутствия заострения
- •7.15. Условие отсутствия подрезания
- •Лекция 30
- •7.17 Проектирование зубчатых передач. Выбор коэффициента смещения.
- •7.18 Косозубая цилиндрическая передача.
- •Лекция 31
- •7.21 Передачи с перекрещивающимися осями.
- •7.21.1 Винтовая передача.
- •7.21.2 Червячная передача.
- •Тема 8. Синтез механизмов с подвижными осями. Лекция 32.
- •8.1 Планетарные и дифференциальные механизмы.
- •8.1 Планетарные и дифференциальные механизмы.
- •Тема 9. Основы теории машин - автоматов. ( 4 часа)
- •9.1.2. Управление от копиров.
- •9.1.3. Следящий привод.
- •9.2. Виды манипуляторов и промышленных роботов.
- •Промышленные роботы
- •9.3. Рабочий объем манипулятора и классификация движений захвата
- •9.4. Влияние расположения кинематических пар манипулятора на его маневренность
- •9.5 Структурный синтез манипуляторов
- •9.6 Зоны обслуживания, угол и коэффициент
- •Список литературы.
2.5.3 Определение положения точек в пространственных кинематических цепях.
2.5.4 Уравнения преобразования координат для кинематических пар.
2.5.5 Определение положения захвата пространственного манипулятора в неподвижной системе координат.
2.5.3 Определение положений точек звеньев в пространственных кинематических цепях.
Рассмотрим два звена и . С каждым из них свяжем свою систему координат и
Движение звена относительно звена i можно разложить на переносное поступательное и относительное вращательное.
Переносное поступательное движение характеризуется параллельным переносом осей координатной системы в новое положение с осями и с координатами началав системе.
Относительное вращательное движение характеризуется поворотом осей системы относительно , выраженное через углы Эйлера.
Рис. 2.13. Преобразование координатных систем.
2. 14 Преобразование координатных систем.
Выразим координаты произвольной точки Е в системе . В соответствии с правилами аналитической геометрии
(2.15)
Системе (2.15) при добавлении тождества адекватно матричное уравнение вида
(2.16)
или
Коэффициенты , входящие в выражение матрицы Mji представляют собой направляющие косинусы углов, образованных осями координат системы Si с осями системы . Выражения для приведены в справочниках по математике. Для пространственной кинематической цепи матрицы, определяющие вращение звена j относительно координатных осей X, Y, Z и перемещение вдоль них, имеют вид:
(2.17)
(2.18)
(2.19)
Из данных матриц можно определить матрицы конкретных кинематических пар. Для этого в выражения (2.17,2.18,2.19) необходимо подставить уравнения связи.
2.5.4 Уравнения преобразования координат для конкретных кинематических пар,
Рассмотрим примеры. Пусть имеется кинематическая пара 5 класса .Требуется определить положение некоторой точки в системе Si. Для данной кинематической пары:
С учетом этих уравнений
Положение точки Е в системе Si
где
Для поступательной кинематической пары 5 класса / рис. 2. 15б/
С учетом этих уравнений любая матрица (2.17), (2.18), (2.19) дает одинаковое выражение вида:
Т. е. для поступательной кинематической пары 5 класса ориентированной по любой из координатных осей первые три столбца матрицы одинаковы.
Положение точки в системе Si:
где
5. 5 Определение положения захвата пространственного манипулятора в неподвижной системе координат.
Полученные в предыдущем разделе выражения для матриц кинематических пар позволяют определить положения точек звеньев любых пространственных кинематических цепей.
В качестве примера рассмотрим механизм манипулятора имеющего четыре степени свободы: возвратно-поступательное движение звена в вертикальном направлении по направляющим стойки. возвратно-вращательное движение звена 2 относительно звена I в горизонтальной плоскости и возвратно-поступательное и вращательное движение звена 3 с захватом относительно звена 2 в горизонтальном направлении.
С каждым звеном свяжем систему координат следующим образом:
по стойкой-системой так, чтобы ось Z0 была направлена по оси поступательной пары А со звеном 1-систему так, чтобы ось Z1 была направлена по оси вращательной пары со звеном 2 - систему так, чтобы ось -X2 была направлена по оси поступательной пары С, а со звеном 3-систему оси которой параллельны осям системыS2.
Запишем матричные преобразования координат точки E звена 3 от системы S3 к системе S0.
(2.20)
Рис. 2.14 Схема пространственного манипулятора имеющего четыре степени свободы
Для кинематической пары, состоящей из звеньев 2 и 3 уравнения
связи
Подставляя эти уравнения в выражение (2.18) ,а затем в (2.21) после преобразования получим
(2.21)
Для кинематической пары из звеньев 2 и 1
(2.22)
Для кинематической пары из звеньев 1 и 0
(2.23)
После подстановки выражений (2.21), (2.22), (2.23) в ( .2.20 ) и применения матриц можно определить координаты точки Е захвата в неподвижной системе S0.
Параметры - переменные и задаются устройством управления манипулятора. Все другие параметры, в том числе и геометрические размера определяются конструкцией.